黃瓜葉色突變體9110Gt轉(zhuǎn)色機(jī)理研究.pdf

1、黃瓜(Cucumis sativus L.)是一年生攀緣性草本植物,我國(guó)是世界上黃瓜栽培面積最廣、總產(chǎn)量最高的國(guó)家.葉色突變體是開展光合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能及其調(diào)控機(jī)制研究的理想材料,也是遺傳和育種研究中具有重要價(jià)值的基礎(chǔ)材料.以往的報(bào)道僅局限于黃瓜葉色突變體的發(fā)生、分類、遺傳規(guī)律等方面,突變體的轉(zhuǎn)色機(jī)理仍不明確. 本研究以新發(fā)現(xiàn)的黃瓜葉色突變體9110Gt為試材,對(duì)葉色轉(zhuǎn)變過程中,葉綠體超微結(jié)構(gòu)、葉色素組成與含量、葉綠素合成過程中間

2、物質(zhì)及外界影響因素進(jìn)行研究.并且利用cDNA-AFLP技術(shù)及cDNA-Ad-SRAP技術(shù),比較轉(zhuǎn)色過程中突變體與正常株系相關(guān)基因表達(dá)的差異,獲得差異表達(dá)片段,從而初步明確葉色突變體的轉(zhuǎn)色機(jī)理.具體研究結(jié)果如下: 1.葉綠體超微結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果表明,黃化期葉色突變體9110Gt葉片的葉綠體結(jié)構(gòu)發(fā)育不完整,代謝能力弱,光合性能低,同化產(chǎn)物少.但隨著葉色轉(zhuǎn)綠,突變體的葉綠體結(jié)構(gòu)發(fā)育完整,類囊體垛疊程度增高,捕光能力增強(qiáng).基粒片層數(shù)少是引起

3、葉色突變體9110Gt葉綠素含量減少并最終導(dǎo)致葉色黃化的主要原因. 2.光譜分析說明突變體在葉色素組分上沒有明顯的變化.突變體葉色黃化期光合色素的含量均低于正常株系,葉色變淺主要是因?yàn)榭側(cè)~綠素含量降低引起的,與類胡蘿卜素?zé)o關(guān).突變體葉色黃化期原葉綠素的含量低于突變體轉(zhuǎn)綠后,隨著突變體葉色轉(zhuǎn)綠葉綠素合成能力也不斷增強(qiáng).因此推測(cè)突變體葉片黃化可能是由于由原葉綠素合成葉綠素a的過程中合成受阻造成. 3.對(duì)突變體與正常株系系光合

4、性能的研究表明,突變體的凈光合速率低的原因主要是由非氣孔因素引起的.這是由于葉綠素合成受阻導(dǎo)致葉綠體光合功能的減弱,從而影響突變體的凈光合速率,使得突變體的光合性能降低. 4.突變體9110Gt是對(duì)溫度敏感的葉色突變體,隨著溫度的升高,光合色素含量、Pch1含量都不斷提高.不同光照時(shí)間對(duì)葉色突變體9110Gt的葉色變化影響較大,隨著光照時(shí)間的增加,光合色素含量和Pch1含量呈增高的趨勢(shì).而光照強(qiáng)度對(duì)突變體葉色變化影響不大,該突變

5、體對(duì)光照強(qiáng)度不敏感. 5.利用cDNA-AFLP技術(shù)和及新開發(fā)的cDNA-Ad-SRAP技術(shù)對(duì)突變體黃化期葉色黃化相關(guān)基因的差異表達(dá)進(jìn)行分析,獲得了9條差異表達(dá)片段.序列同源性分析后發(fā)現(xiàn),其中4條TDFs分別與黃瓜線粒體突變體MSC16的基因、黃瓜葉綠體全基因組序列中 tRNA-Arg基因和黃瓜葉綠體全基因組序列中4.5SrRNA基因有較高的同源性.這些基因可能會(huì)對(duì)葉綠體的結(jié)構(gòu),葉綠素合成相關(guān)的蛋白質(zhì)的氨基酸序列以及葉綠體核糖體